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Astronomie - Die Chemie explodierender Sterne - Meteorit birgt Hinweise auf die Bildung von Schwefelmolekülen im Sternenstaub aus Supernova

 

Forscher verstehen grundlegende chemische Abläufe in Vorläufern unseres Sonnensystems nun ein bisschen besser: Ein internationales Team um Peter Hoppe, Forscher am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz, hat nun mit einer sehr empfindlichen Methode Staubeinschlüsse  im 4,6 Milliarden Jahre alten Meteoriten Murchison, der bereits 1969 gefunden worden war, untersucht. Die Sternenstaubkörner stammen aus einer Supernova und sind älter als unser Sonnensystem. Dabei entdeckten die Wissenschaftler chemische Isotope, die darauf hinweisen, dass sich in den Überresten explodierender Sterne Schwefelverbindungen wie Siliziumsulfid gebildet haben. Schwefelmoleküle sind zentral für zahlreiche Prozesse und letztendlich wichtig für die Entstehung von Leben.

Modelle sagten die Bildung von Schwefelmolekülen in den Überresten von explodierenden Sternen – den Supernovae – bereits voraus. Den Nachweis dafür erbrachte jetzt ein Forscherteam aus Deutschland, Japan und den USA mit Hilfe von Isotopenanalysen von Meteoriten-Sternenstaub.

Das Team um Peter Hoppe, Astrophysiker am Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie, isolierte zunächst tausende, etwa 0.1 bis 1 Mikrometer große Siliziumkarbid-Sternenstaubkörnchen aus dem Meteoriten Murchinson, den man bereits 1969 auf der Erde fand. Die Sternenstaubkörner stammen aus einer Supernova und sind älter als unser Sonnensystem. In den Proben bestimmten die Forscher mit einem hochempfindlichen Spektrometer, der sogenannten NanoSIMS, die Isotopenverteilung. Hierbei schießt ein Ionenstrahl auf die einzelnen Sternenstaubkörner und löst aus der Oberfläche Atome heraus. Ein Spektrometer trennt sie dann nach ihrer Masse und misst die Isotopen-Häufigkeit. Isotope eines chemischen Elements besitzen die gleiche Anzahl an Protonen, aber unterschiedlich viele Neutronen.

Bei fünf Siliziumkarbid-Proben fanden die Astrophysiker eine ungewöhnliche Isotopenverteilung: Sie wiesen viele schwere Silizium- und wenig schwere Schwefelisotope nach, was nicht zu bisherigen Modellen über die Isotopenhäufigkeiten in Sternen passt. Gleichzeitig konnten sie Zerfallsprodukte von radioaktivem Titan nachweisen, welches nur in den innersten Zonen einer Supernova entstanden sein kann. Das wiederum beweist, dass die jetzt analysierten Sternenstaubkörner tatsächlich aus einer Supernova stammen.

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